Quando l'aria calda incontra l'aria fredda…
L'avete visto: i temporali si verificano più spesso in estate (e spesso a fine giornata), mai in pieno inverno. C'è una ragione molto semplice per questo: perché si formi una nuvola temporalesca (un cumulonembo), l'aria deve essere calda vicino alla superficie del suolo. Questa massa d'aria calda contiene acqua in forma gassosa. Per convezione - l'aria calda sale - la massa gassosa calda guadagna quota e si raffredda gradualmente, le temperature sono sempre più fredde (-40 ° C ad un'altitudine di circa 15 km). Il il vapore acqueo della nuvola si condensa poi, cioè passa allo stato liquido, sotto forma di goccioline. Questa condensa rilascia calore: la nuvola rimane più calda dell'aria esterna, e continua a salire. Alla sua sommità (che può raggiungere più di 20 km), cumulonembo contiene cristalli di ghiaccio.
il i cumulonembi possono essere di diversi tipi, con forme diverse, uno dei più caratteristici è la forma in incudine : adagiata in altezza, con un plateau alla sommità, nel punto in cui la nuvola smette di progredire in altezza e si distende, quando le temperature sono equilibrate.
Dentro la nuvola, a causa del gradiente di temperatura e pressione, c'è a forte corrente ascendente, con vento forte (fino a 140 km/h).
Come si formano i fulmini?
I movimenti dell'aria all'interno del cloud creano urti tra le particelle: gocce d'acqua, cristalli di ghiaccio, nevischio si scontrano, si sfregano l'uno contro l'altro, il che modifica la loro carica elettrica. Le particelle più grandi (grani di nevischio) si caricano negativamente quando la temperatura è inferiore a -15°C (come di solito avviene). Le particelle più leggere sono cariche positivamente.
Il Le particelle più pesanti e cariche negativamente si accumulano sul fondo della nuvola, per gravità, mentre il più leggero, carico positivamente, si accumula nella parte superiore : la base della nuvola è quindi carica negativamente, e la parte superiore, positivamente. La differenza di potenziale elettrico tra la parte superiore e quella inferiore della nuvola è colossale: da 10 a 20 milioni di Volt!
È questo differenza di potenziale che è all'origine del fulmine. Una scarica elettrica avviene spontaneamente nel tentativo di riequilibrare i potenziali: o all'interno della nuvola, o dal fondo della nuvola verso il suolo, o tra due nuvole. Questa scosse elettriche riscaldano improvvisamente l'aria lungo un canale largo pochi centimetri e più o meno ramificato, fino a 30.000°C, che genera il fenomeno luminoso del fulmine.
Quando la scarica avviene tra la nuvola e il suolo, si parla difulmine (che "cade" preferenzialmente su ciò che sporge nettamente dal suolo: catena montuosa, antenna, albero isolato, edificio…).
Potenzialmente, ogni lampo può quindi corrispondere a un fulmine.
E il tuono?
il il rumore del tuono è creato dall'espansione molto improvvisa dell'aria lungo il fulmine, che crea una compressione altrettanto brutale dell'aria circostante. A seconda di quanto sei lontano dal fulmine, puoi sentire uno schiocco secco o un rullo più lungo. Poiché la luce viaggia più veloce del suono, il tempo che intercorre tra la percezione luminosa del fulmine e la percezione sonora del tuono permette di valutare la distanza alla quale si è verificato il fulmine (e quindi, spesso, il fulmine). Per fare questo piccolo calcolo, basta moltiplicare il numero di secondi per 300, per ottenere una distanza in metri.
